Исследование стабильности белковых препаратов при помощи

VROC®- MEMS прибор для измерения вязкости малых объемов образцов
Исследование стабильности белковых препаратов при помощи VROC ®
Применение
Стабильность белка – это чрезвычайно важный
параметр
при
разработке
лекарственных
препаратов. Срок их годности и эффективность
связаны со стабильностью белков, молекулы
которых в зависимости от условий окружающей
среды могут развернуться и агрегироваться.
Большинство
приборов,
анализирующих
агрегациию белков, применимы только для
диапазона низких концентраций, несколько мг/мл.
Однако, эффективность лекарственного препарата
зачастую требует высокой концентрации белков.
Вязкость, измеренная при помощи прибора VROC,
позволяет изучать стабильность белков при
высоких уровнях концентраций. Небольшие
объемы образцов, требуемые для проведения
измерений на приборе VROC, позволяют изучать
стабильность белковых препаратов на самых
ранних стадиях их разработки.
Стабильность белка – это необходимое условие
эффективности и срока годности лекарственного
средства. Если белок становится нестабильным,
его молекулы разворачиваются и соединяются.
Агрегированные белки вызывают иммунный ответ,
который приводит к серьезным побочных
эффектам. Таким образом, стабильность белка –
это
важный
параметр
приготовления
лекарственной формы, содержащей белок.
Для точных измерений данными методами
необходимо понижать концентрацию исследуемых
растворов. Часто требуется, чтобы исследуемые
образцы были разведены до проведения
экспериментов, что влечет за собой изменение
окружающей среды вокруг молекулы белка.
Вязкость – это объемная характеристика и
используется для определения изменения размера
молекул.
Следующий тест проводили с бычьим гаммаглобулином в PBS при концентрации 100 мг/мл.
Растворы выдерживали на водяной бане при
температурах: 40, 60 и 64⁰С.
Для детектирования изменений размеров молекул
использовали чип VROC A с щелевым каналом
50 мкм. Результаты приведены на следующем
графике.
Скорость сдвига: 740 1/с
Вязкость мПа·с
Можно ли оценить стабильность
белка, не разбавляя его раствор?
Время, ч
Стабильность белков зависит от температуры, pH,
концентрации и прочих факторов. Например,
молекула белка разворачивается и теряет свою
третичную
и
вторичную
структуры
при
повышении температуры. В дальнейшем молекулы
белка начинают агрегироваться, что может
привести к образованию осадка или гелеподобных
структур.
Вязкость растворов гамма-глобулина измеряли
как функцию от времени выдерживания. Вязкость
остается неизменной даже после нескольких
часов выдерживания при 40oC. Однако, при
o
повышении температуры до 60 C, происходило
увеличение вязкости в течение 40 минут. Такой
рост предполагает, что молекулы белка
развернулись и даже начали агрегироваться.
Для исследования процессов разворачивания и
агрегации
использовались
различные
аналитические приборы. В случае изучения
разворачивания
белковых
молекул
часто
используются методики светорассеяния или
кругового дихроизма. При помощи светорассеяния
можно детектировать изменения размера, в то
время
как
дихроизм
обнаруживает
конформационное изменение белка.
Незамедлительное
увеличение
вязкости
наблюдали
при
повышении
температуры
выдерживания до 64oC. Температурой плавления
белка считается та, при которой 50% молекул
развернулись.
Температура плавления зависит от времени,
продолжительности выдерживания.
www.rheosense.com •
VROC-APP-10 (4-10)
VROC ® - MEMS Устройство для определения вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей
Вязкость мПа·с
Неньютоновское поведение
агрегированных белков
7ч
3ч
20 мин
Скорость сдвига, 1/с
Заметные изменения степени денатурации или
агрегирования – это зависимость вязкости от
скорости
сдвига
–
неньютоновская
псевдопластичность.
Псевдопластичное поведение наблюдали у
растворов белков, выдержанных в течение 100
o
минут при температуре 60 C, оно становится
очевидным по истечение 180 минут, как показано
на графике выше. Псевдопластичное поведение
наблюдали незамедлительно в течение 20 минут
o
выдерживания растворов при температуре 64 C.
Заключение:
1. Денатурация или стабильность белков
зависит от температуры и времени.
Денатурация происходит сразу или со
значительным отставанием в зависимости
от температуры.
2. Агрегированные
белки
показали
псевдопластичное поведение. Информация
о такой тенденции публикуется впервые.
®
3. Вискозиметр VROC показал возможность
детектирования
небольших
изменений
вязкости в результате разворачивания или
денатурации молекул.
®
4. Вискозиметр VROC
- это полезный
прибор при исследовании стабильности
лекарственных препаратов, не требующий
разведения исследуемого образца.
Контакты
Если у Вас возникли вопросы или требуется
дополнительная информация о продукте или
его применении, пожалуйста, свяжитесь с
нами:
СокТрейд Ко, Москва
Телефон — +7 495 604 44 44
Эл. почта — [email protected]
Интернет – www.soctrade.com
www.rheosense.com • 2678 Bishop Drive, Suite 270, San Ramon CA 94583 • Tel: +1 925 866 3803 • Fax: +1 925 866 3804
VROC-APP-10 (4-10)